海南石斛茎质地硬，直立或斜立，扁圆柱形，长10-30 （-45） 厘米，粗2-3毫米，不分枝，具多个节；节间稍呈棒状，长约1厘米。叶厚肉质，二列互生，半圆柱形，长2-2.5厘米，宽1-2（-3） 毫米，先端钝，基部扩大呈抱茎的鞘，中部以上向外弯。

花小，白色，单生于落了叶的茎上部；花苞片膜质，卵形，长约1毫米；花梗和子房纤细，长约6毫米；中萼片卵形，长3.3-4毫米，宽2.5毫米，先端稍钝，具3条脉；侧萼片卵状三角形，长3.3-4毫米，宽3.5毫米，先端锐尖，基部十分歪斜，具3条脉；萼囊长约10毫米，弯曲向前。

花瓣狭长圆形，长3.3-4毫米，宽约1毫米，先端急尖，具1条脉；唇瓣倒卵状三角形，长约1.5厘米，近先端处宽约7毫米，先端凹缺，前端边缘波状，基部具爪，唇盘中央具3条较粗的脉纹从基部到达中部；蕊柱长1-1.5毫米，具长约1厘米的蕊柱足。花期通常9-10月。